專利名稱:聯(lián)合式空冷器及基于這種空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種空冷器以及基于這種空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和方法,尤其涉及一種聯(lián)合式空冷器以及基于這種聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和方法。
背景技術:
電石生產領域現(xiàn)有的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)如圖1所示,該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)基于冷卻塔101。冷卻塔101采用軟水噴淋冷卻,全年都需要消耗軟水。而且,由于冷卻塔101是開放式結構,軟水在噴淋過程中飛濺到系統(tǒng)外的水滴與環(huán)境接觸會產生很大的蒸發(fā)量,因而軟水蒸發(fā)消耗量很大。這種構造除了需要消耗大量水資源之外,還極大地增加了冷卻塔噴淋泵及風機的運行負荷,從而電耗增加。另外,在工藝裝置冷卻器102中從高溫物質吸收熱量后的工藝介質需要通過熱水池103和熱水泵104加壓泵入冷卻塔101,經冷卻塔101降溫后需要通過涼水池105和涼水泵106加壓泵入工藝裝置冷卻器102,其中,熱水泵104和涼水泵106的運行需要耗電。因此,上述這些組成結構都會對能源造成浪費,影響電石產品的生產成本。另外,青海西寧地處高海拔,屬高寒地區(qū),全年氣溫0°C以下的天數較多,對基于冷卻塔的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行防凍是個嚴重的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種干冷和濕冷結合強化換熱的同時降低冷卻系統(tǒng)能耗的聯(lián)合式空冷器和基于這種聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和方法。為解決上述技術問題,本發(fā)明采用如下技術方案一種聯(lián)合式空冷器,包括箱體、該箱體內由上至下的濕冷部分、空氣進口以及噴淋水箱、以及位于該箱體一側從該濕冷部分引出的工藝介質出口,其中,該濕冷部分由上至下依次包括噴淋系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻管束,該蒸發(fā)冷卻管束由與水平面有夾角的傾斜布置的換熱管構成,該聯(lián)合式空冷器還包括位于該濕冷部分之上的干冷部分、位于該干冷部分之上的雙曲線風筒、以及位于該箱體一側通入該干冷部分的工藝介質入口。對于上述聯(lián)合式空冷器,該干冷部分包括翅片空氣預冷管束,該翅片空氣預冷管束由盤管形狀的換熱管構成。對于上述聯(lián)合式空冷器,該翅片空氣預冷管束和該箱體之間完全采用伸孔焊。對于上述聯(lián)合式空冷器,該蒸發(fā)冷卻管束和該箱體之間完全采用伸孔焊。對于上述聯(lián)合式空冷器,該箱體采用冷端浮動。對于上述聯(lián)合式空冷器,該工藝介質出口設有抽真空接口。上述聯(lián)合式空冷器還包括位于該箱體下部的電機。對于上述聯(lián)合式空冷器,該噴淋系統(tǒng)所用的噴淋水是普通工業(yè)用水或者普通工業(yè)用水經過緩蝕阻垢處理后的水。一種基于以上所述的聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),包括按照其中密閉式循環(huán)的工藝介質的循環(huán)方向依次相連的工藝裝置冷卻器、水池、循環(huán)水泵、以及該聯(lián)合式空冷
ο對于上述循環(huán)冷卻水系統(tǒng),該聯(lián)合式空冷器的工藝介質出口與該工藝裝置冷卻器的工藝介質入口直接相連。一種基于以上所述的聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻方法,包括如下處理過程在工藝裝置冷卻器中從高溫物質吸收了熱量的工藝介質輸送至該聯(lián)合式空冷器進行冷卻,工藝介質在該聯(lián)合式空冷器中先后經過干冷和濕冷或者只經過干冷后,輸送回至該工藝裝置冷卻器對高溫物質進行冷卻。對于上述循環(huán)冷卻方法,來自該工藝裝置冷卻器的工藝介質通過水池和循環(huán)水泵輸送至該聯(lián)合式空冷器,經該聯(lián)合式空冷器冷卻后的工藝介質直接輸送至該工藝裝置冷卻
ο本發(fā)明技術方案主要的優(yōu)勢和特點如下1.聯(lián)合式空冷器將水的蒸發(fā)與空氣冷卻、傳熱與傳質過程融為一體,利用空氣冷卻的翅片預冷段和水膜蒸發(fā)段相結合強化換熱、熱效率高;2.工藝介質在循環(huán)過程中不消耗,做密閉式往復循環(huán),無雜質進入,減少雜質對管道的堵塞,并只需補充由于跑、冒、滴、漏引起的損耗,同時噴淋水補充水量小,而且可以不用軟水而用普通工業(yè)用水;3.由于水膜蒸發(fā)段前有空氣預冷段,降低了工藝介質進入蒸發(fā)段的溫度,減小了濕式管束的負荷,節(jié)省工業(yè)用水,避開管外結垢敏感區(qū);4.可以實現(xiàn)氣溫低于0°C時不噴水,根據青海西寧地區(qū)的氣候條件,一年當中較冷的1、2、3、11、12月份停開噴淋水,完全靠風冷冷卻,因此全年水耗低,而且全年大約有5 個月時間停止運行噴淋水泵,平均下來每年可以為電石生產節(jié)約電耗,同時也避免了設備冰凍的危害;5.聯(lián)合式空冷器節(jié)約了生產中的電耗、水耗,起到了很好的節(jié)能效果。
圖1是現(xiàn)有的基于冷卻塔的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的示意圖;圖2是本發(fā)明所述的聯(lián)合式空冷器的一個實施例的示意圖;圖3是基于本發(fā)明所述的聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面,參照圖2描述本發(fā)明的聯(lián)合式空冷器的一個實施例。該聯(lián)合式空冷器包括箱體201、箱體201內由至下上的雙曲線風筒202、干冷部分 203、濕冷部分204、空氣進口 205以及噴淋水箱206。該聯(lián)合式空冷器還包括位于箱體201 一側通入干冷部分203的工藝介質入口 207和從濕冷部分204引出的工藝介質出口 208。 干冷部分203包括翅片空氣預冷管束,翅片空氣預冷管束由盤管形狀的換熱管構成。濕冷部分204由上至下依次包括噴淋系統(tǒng)211和蒸發(fā)冷卻管束。其中,蒸發(fā)冷卻管束由與水平面有夾角的傾斜布置的換熱管構成,噴淋系統(tǒng)211通過管道與噴淋水箱206連通,而且在噴淋系統(tǒng)211和噴淋水箱206之間的管道上設有噴淋水泵212。
優(yōu)選的是,翅片空氣預冷管束和蒸發(fā)冷卻管束分別與箱體201之間完全采用伸孔焊,以保證換熱管和箱體連接的密封性及抗拉脫強度,確保焊接質量和效果;箱體201采用冷端浮動,以便管束熱脹冷縮,避免箱板與換熱管間的焊點開裂;工藝介質出口 208設有抽真空接口,以保證設備內的真空度;電機(圖中未示出)置于箱體201的下部,以保證電機壽命、便于檢修。本發(fā)明的聯(lián)合式空冷器的濕冷部分可以采用普通工業(yè)用水作為噴淋水,但是,為了防止噴淋水使聯(lián)合式空冷器結垢、腐蝕,優(yōu)選采用加藥機投加水處理藥劑對普通工業(yè)用水進行緩蝕阻垢處理。下面,參照圖3描述本發(fā)明基于上述聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要適用于電石生產領域。工藝介質在該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中密閉式循環(huán)。該基于聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括按照工藝介質循環(huán)方向依次相連的工藝裝置冷卻器302、水池303、循環(huán)水泵304、以及聯(lián)合式空冷器301。顯然,在本發(fā)明的基于聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,經聯(lián)合式空冷器301處理后的工藝介質無需通過涼水池和涼水泵,直接輸送到工藝裝置冷卻器302,因此節(jié)省了設備和耗電量。下面,以電石生產為例描述上述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻方法。電石生產期間,在工藝裝置冷卻器302中從高溫物質吸收了熱量的工藝介質首先進入水池303,經循環(huán)水泵304抽至聯(lián)合式空冷器301進行冷卻。在聯(lián)合式空冷器301中,工藝介質進入上部盤管式的干式換熱管內,進行部分冷卻,然后進入下部傾斜布置的濕式換熱管被直接噴淋,進一步冷卻??諝鈴南虏肯蛏线M入下部傾斜布置的濕式換熱管,再向上進入上部盤管式的干式換熱管。降溫后的工藝介質再回至工藝裝置冷卻器302對電石生產系統(tǒng)中的高溫物質進行冷卻,如此在系統(tǒng)中做密閉式往復循環(huán)。在用于電石生產時,聯(lián)合式空冷器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與現(xiàn)有的冷卻塔系統(tǒng)相比每年的耗水耗電水平如下表所示
權利要求
1.一種聯(lián)合式空冷器,包括箱體、所述箱體內由上至下的濕冷部分、空氣進口以及噴淋水箱、以及位于所述箱體一側從所述濕冷部分引出的工藝介質出口,其中,所述濕冷部分由上至下依次包括噴淋系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻管束,所述蒸發(fā)冷卻管束由與水平面有夾角的傾斜布置的換熱管構成,其特征在于,該聯(lián)合式空冷器還包括位于所述濕冷部分之上的干冷部分、 位于所述干冷部分之上的雙曲線風筒、以及位于所述箱體一側通入所述干冷部分的工藝介質入口。
2.根據權利要求1所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述干冷部分包括翅片空氣預冷管束,所述翅片空氣預冷管束由盤管形狀的換熱管構成。
3.根據權利要求2所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述翅片空氣預冷管束和所述箱體之間完全采用伸孔焊。
4.根據權利要求1或3所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述蒸發(fā)冷卻管束和所述箱體之間完全采用伸孔焊。
5.根據權利要求1所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述箱體采用冷端浮動。
6.根據權利要求1所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述工藝介質出口設有抽真空接口。
7.根據權利要求1所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,還包括位于所述箱體下部的電機。
8.根據權利要求1所述的聯(lián)合式空冷器,其特征在于,所述噴淋系統(tǒng)所用的噴淋水是普通工業(yè)用水或者普通工業(yè)用水經過緩蝕阻垢處理后的水。
9.一種基于以上權利要求中任一項所述的聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),其特征在于,包括按照其中密閉式循環(huán)的工藝介質的循環(huán)方向依次相連的工藝裝置冷卻器、水池、循環(huán)水泵、以及所述聯(lián)合式空冷器。
10.根據權利要求9所述的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),其特征在于,所述聯(lián)合式空冷器的工藝介質出口與所述工藝裝置冷卻器的工藝介質入口直接相連。
11.一種基于以上權利要求中任一項所述的聯(lián)合式空冷器的循環(huán)冷卻方法,其特征在于,包括如下處理過程在工藝裝置冷卻器中從高溫物質吸收了熱量的工藝介質輸送至所述聯(lián)合式空冷器進行冷卻,工藝介質在所述聯(lián)合式空冷器中先后經過干冷和濕冷或者只經過干冷后,輸送回至所述工藝裝置冷卻器對高溫物質進行冷卻。
12.根據權利要求11所述的循環(huán)冷卻方法,其特征在于,來自所述工藝裝置冷卻器的工藝介質通過水池和循環(huán)水泵輸送至所述聯(lián)合式空冷器,經所述聯(lián)合式空冷器冷卻后的工藝介質直接輸送至所述工藝裝置冷卻器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聯(lián)合式空冷器及基于這種空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和方法。該聯(lián)合式空冷器包括箱體、該箱體內由上至下的濕冷部分、空氣進口以及噴淋水箱、以及位于該箱體一側從該濕冷部分引出的工藝介質出口,其中,該濕冷部分由上至下依次包括噴淋系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻管束,該蒸發(fā)冷卻管束由與水平面有夾角的傾斜布置的換熱管構成,該聯(lián)合式空冷器還包括位于該濕冷部分之上的干冷部分、該干冷部分之上的雙曲線風筒、以及位于該箱體一側通入該干冷部分的工藝介質入口。一種基于上述空冷器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括按其中密閉式循環(huán)的工藝介質的循環(huán)方向依次相連的工藝裝置冷卻器、水池、循環(huán)水泵、以及該聯(lián)合式空冷器。節(jié)約生產中的電耗、水耗,起到節(jié)能效果。
文檔編號F28D5/02GK102564160SQ20101057662
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者周會勇, 張培, 楊曉勤, 蔣遠華 申請人:北京藍圖工程設計有限公司